具有分区散热的超薄VC均热板及其设计方法与流程

文档序号:31129108发布日期:2022-08-13 04:51阅读:797来源:国知局
具有分区散热的超薄VC均热板及其设计方法与流程
具有分区散热的超薄vc均热板及其设计方法
技术领域
1.本发明涉及精密蚀刻技术领域,尤其涉及一种具有分区散热的超薄vc均热板及其设计方法。


背景技术:

2.随着5g的推进及5g移动终端的平板电脑、智能手机功能的多样化、高性能化发展,手机cpu、pcb、电池等电子元器件性能越来越强大,而集成度和组装密度不断提高,导致其工作功耗和发热量的急剧增大,因此对快速导热散热的需求强烈。
3.目前,普遍采用vc均热板,对cpu、pcb、电池等电子元器件进行散热、温度控制。这种vc均热板,业界一般采用蚀刻工艺,分别在两片铜合金上,蚀刻出真空腔体,再采用电阻焊工艺把200~250目毛细铜网焊接固定在腔体中,然后铜片焊接为一体,并经抽真空、加注冷却液、二次除气、头部点焊等工序,完成vc均热板的制造。
4.如图1所示,现有技术的vc均热板的结构形式主要由3个部件组成,即现有技术vc均热板上盖板1’作为散热面,现有技术vc均热板下盖板2’和发热电子元器件接触,以及放置在现有技术vc均热板下盖板2’的半蚀刻冷却液储液槽6’中部的且厚度0.1mm左右200~250目毛细铜网3’,其中,现有技术vc均热板下盖板2’的一端还设有冷却液加注口4’和排气口5’,现有技术vc均热板下盖板2’与现有技术vc均热板上盖板1’相对的一面为焊接面7’,通过钎焊工艺焊接为一体。
5.在面对cpu、pcb、电池等电子元器件具有多个高温区、中高温区,低温区,相互之间出现重叠的情况时,现有的vc均热板无法做到高效降温,难以进一步提升用户的体验感;且因大面积蚀刻真空腔,会导致强度不足,吸真空是会造成塌陷、扭曲变形,良品率低等问题。
6.为解决上述问题,有必要提供一种新型的vc均热板的结构,在保持vc均热板强度的同时,稳定高效地对电子元器件散热。


技术实现要素:

7.根据上述提出的发热电子元器件上的发热区域范围大小、温度高低各有不同,难以做到高效温控的技术问题,而提供一种具有分区散热的超薄vc均热板及其设计方法,尤其适用于发热区域具有多个高温区、中高温区,低温区,相互之间出现重叠的情况。
8.本发明根据发热电子元器件的具体情况有针对性设计蚀刻槽道,先通过红外测温方式对电子元器件,如对线路板进行检测,可以直观地体现高温、中高温、低温区域的温度、面积大小、形状,再根据发热元器件所在位置、形状、工作温度,采用在vc均热板下盖板上蚀刻渐开线、阿基米德螺旋线、外摆线组合的形式设计蚀刻槽道,设计冷却液相变流出蚀刻槽道、冷却液相变回流蚀刻槽道、初始储液槽、平衡温度储液槽、边缘冷却液储液槽等结构,下文描述所涉及的初始储液槽、渐开线/阿基米德螺旋线/外摆线蚀刻槽道、边缘储液槽等结构均采用半蚀刻工艺。
9.本发明采用组合曲线的形式设计蚀刻槽道可以将散热效率提升30%以上,发热表
面的温度差控制在1~3度内,有效稳定散热元器件的运行环境,提升运行效率。
10.本发明采用的技术手段如下:
11.一种具有分区散热的超薄vc均热板,其特征在于,在超薄vc均热板的下盖板上设置有多个与电子元器件的发热区域相匹配的降温区,所述降温区内设置有多条具有渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道用于冷却液循环降温,渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道的一端与该降温区内的初始储液槽相连通,另一端与边缘冷却液储液槽相连通;各个降温区之间的蚀刻槽道相互独立或部分连通;所述初始储液槽的位置与该区域内的电子元器件发热区域的高温区/中高温区为同一位置,所述边缘冷却液储液槽设置在所述降温区的外周。
12.进一步地,渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道上设置有平衡储液槽。
13.进一步地,渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道的结构形式为等宽、逐渐变窄或逐渐变宽中的一种或一种以上的组合。
14.进一步地,所述平衡温度储液槽的直径是所对应位置蚀刻槽道宽度的1.5~2倍。
15.进一步地,所述降温区的渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道的总数量为n,满足:n=冷却液相变流出通道数量n

+冷却液相变回流通道数量n

+连接相邻降温单元的通道数量n

,其中,当各个降温区之间的蚀刻槽道相互独立时,连接相邻降温单元的通道数量n

=0。
16.进一步地,所述降温区之间的蚀刻槽道部分连通时,连接相邻降温区的渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道为等宽的结构形式。
17.进一步地,所述降温区中,流入边缘冷却液储液槽的冷却液相变流出通道为逐渐变宽的结构形式;从边缘冷却液储液槽回流到初始储液槽中的冷却液相变回流通道为逐渐变宽的结构形式。
18.进一步地,在所述冷却液相变回流通道的入口旁设置有冷却液循环流量调节口,所述冷却液循环流量调节口沿冷却液流动方向呈渐开式结构,在所述冷却液循环流量调节口附近的边缘冷却液储液槽的宽度逐渐变小/变大。
19.进一步地,所述超薄vc均热板的上盖板上蚀刻有用于增加散热面积的波浪形槽道。
20.本发明还提供了上述的具有分区散热的超薄vc均热板的其设计方法,其特征在于包括如下步骤:
21.s1、设置多个与电子元器件的发热区域相匹配的降温区,该区域内的高温区/中高温区所在位置设置初始储液槽;
22.s2、根据电子元器件温控要求,散热面表面温差要求,在所述降温区内设置有多条具有渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道用于冷却液循环降温,根据渐开线/螺旋线/外摆线的蚀刻槽道的设计规则,在下盖板上采用半蚀刻工艺蚀刻一定数量的蚀刻槽道,初始储液槽、平衡温度储液槽、边缘冷却液储液槽;
23.s3、各个降温区之间的蚀刻槽道相互独立或部分连通,当部分连通时,相邻降温区的初始储液槽之间采用等宽的蚀刻槽道连通;流入边缘冷却液储液槽的蚀刻槽道逐步变宽,从边缘冷却液储液槽回流到初始储液槽中的冷却液相变回流通道为逐渐变宽;
24.s4、每条蚀刻槽道上均有若干数量的平衡温度储液槽;
25.s5、在回流到初始储液槽的蚀刻槽道的回流入口旁设置冷却液循环流量调节口,
所述冷却液循环流量调节口沿冷却液流动方向呈渐开式结构,在所述冷却液循环流量调节口附近的边缘冷却液储液槽的宽度逐渐变小/变大;
26.s6、vc均热板上盖板蚀刻成波浪形,与vc均热板下盖板焊接固定。
27.较现有技术相比,本发明具有以下优点:
28.本发明采用组合曲线的形式,根据电子元器件发热区域的复杂性,在vc均热板的下盖板上分出对应的降温区,将渐开线、阿基米德螺旋线、外摆线的各自特点有机地结合在一起,具体地,
29.渐开线:利用渐开线愈接近于其基圆(初始储液槽)的部分,其曲率半径愈小,离基圆愈远,曲率半径越大的特点,设计的蚀刻槽道可覆盖面积较大的散热面积,热量可快速由高温区向低温区传递。
30.阿基米德螺旋曲线:属于等速比、等距比螺旋曲线,利用其在柱面内过柱面上两点的各种曲线中螺线长度最短的特性,在缩短冷却液蚀刻槽道长度的同时,提高冷却液的循环频率,达到快速降温的效果。
31.外摆线:属于最速降线、等时曲线的特性,在缩短冷却液在蚀刻槽道循环时间的同时,提高冷却液的循环频率,达到快速降温的效果。
32.通过以上不同曲线的组合,可以针对电子元器件复杂的发热情况,高效地进行温控可以将散热效率提升30%以上,发热表面的温度差控制在1~3度内,总的产品厚度从0.3~0.4mm范围,下降到≤0.2mm(现行vc均热板发热表面的温度差在5~10度范围,进一步降低难度大,无法进一步提升用户的体验感),有效稳定散热元器件的运行环境,提升运行效率;避免因大面积蚀刻真空腔,导致强度不足,吸真空造成的塌陷、扭曲变形,良品率低;同时降低了vc均热板加工难度,成本高的问题。
33.基于上述理由本发明可在精密蚀刻技术领域广泛推广。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为现有技术中vc均热板的组合示意图。
36.图2为本发明具有分区散热的超薄vc均热板的组合示意图。
37.图3为本发明具有分区散热的超薄vc均热板的上盖板示意图。
38.图4为发热电子元器件温度区间示意图。
39.图5为本发明具有分区散热的超薄vc均热板的下盖板示意图。
40.图6为本发明具有分区散热的超薄vc均热板的下盖板边缘储液槽及各个冷却液流出口/冷却液入口示意图。
41.图7为本发明降温区ⅱ和降温区ⅲ的蚀刻槽道流通的局部放大图。
42.图8为本发明降温区ⅲ内的外摆线冷却液相变流入蚀刻槽道的示意图。
43.图9为本发明降温区ⅲ内的外摆线冷却液相变流出蚀刻槽道的示意图。
44.图10为本发明降温区ⅰ内从初始储液槽ⅰ向外延伸的渐开线等宽蚀刻槽道的示意
图。
45.图11为本发明降温区ⅰ内从初始储液槽ⅰ向外延伸的渐开线逐渐变宽蚀刻槽道的示意图。
46.图12为本发明从边缘冷却液储液槽回流到降温区ⅰ内初始储液槽ⅰ中的渐开线逐渐变宽蚀刻槽道的示意图。
47.图13为本发明降温区ⅱ内从初始储液槽ⅱ向外延伸的螺旋曲线等宽蚀刻槽道的示意图。
48.图14为本发明降温区ⅱ内从初始储液槽ⅱ向外延伸的螺旋曲线逐渐变宽蚀刻槽道的示意图。
49.图15为本发明从边缘冷却液储液槽回流到降温区ⅱ内初始储液槽ⅱ中的螺旋曲线逐渐变宽蚀刻槽道的示意图。
50.图中:1、上盖板;2、下盖板;3、冷却液加注口;4、排气口;
51.5、降温区ⅰ;51、初始储液槽ⅰ;52、渐开线蚀刻槽道;53、平衡温度储液槽ⅰ;54、降温区ⅰ冷却液流出口;55、降温区ⅰ冷却液液化回流1#入口;56、1#冷却液循环流量调节口;57、降温区ⅰ/降温区ⅱ的1#连接口;58、高温区ⅰ;59、中高温区ⅰ;50、低温区ⅰ;
52.6、降温区ⅱ;61、初始储液槽ⅱ;62、螺旋线蚀刻槽道;63、平衡温度储液槽ⅱ;64、降温区ⅱ冷却液流出口;65、降温区ⅱ冷却液液化回流2#入口;66、2#冷却液循环流量调节口;67、降温区ⅱ/降温区ⅲ的2#连接口;68、高温区ⅱ;69、中高温区ⅱ;60、低温区ⅱ;
53.7、降温区ⅲ;71、初始储液槽ⅲ;72、外摆线蚀刻槽道;73、平衡温度储液槽ⅲ;74、降温区ⅲ冷却液流出口;75、降温区ⅰ/降温区ⅲ的3#连接口;76、中高温区ⅲ;77、低温区ⅲ;
54.8、边缘冷却液储液槽;81、冷却液流动方向;9、焊接面(非半蚀刻面均为焊接面)。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
56.首先要说明的是,本发明采用的渐开线、阿基米德螺旋线、外摆线的设计方法。下述的蚀刻槽道数量并不局限于此,实际设计中可以根据温控、发热表面的温度均匀性、散热效率等要求,调整蚀刻槽道数量,蚀刻槽道数量增加,温控越精准,发热表面的温度均匀性越高,散热效率将按蚀刻槽道增加的数量,成比例大幅提升,适于在发热区域具有多个高温区、中高温区,低温区且相互之间出现重叠情况的发热区域使用。
57.针对散热面积为大面积采用渐开线的形式设计蚀刻槽道:
58.如图4所示,大面积具有高温区ⅰ58,温度区间在50~60℃;中高温区ⅰ59,温度在40~50℃;低温区ⅰ50,温度在35~40℃。
59.以低温区ⅰ50的半径r1=πd,计算出圆形初始储液槽ⅰ51的直径d;
60.圆形初始储液槽ⅰ51的位置与电子元器件的高温区ⅰ58为同一位置;
61.根据初始储液槽的直径d,本实施例采用等分法设计出6条渐开线蚀刻槽道尺寸图形。
62.针对散热面积为中面积采用阿基米德螺旋曲线的形式设计蚀刻槽道:
63.中面积具有高温区ⅱ68,温度区间在50~60℃;中高温区ⅱ69,温度在40~50℃;低温区ⅱ60,温度在35~40℃。
64.以高温区ⅱ68的半径r2作为初始储液槽ⅱ61的半径;
65.初始储液槽ⅱ61的位置与电子元器件的高温区ⅱ68为同一位置;
66.阿基米德螺旋曲线公式可以用指定的半径r,圆周速度ν,直线运动速度ω来表示,公式为:ρ=r
×
((ω/ν)
×
θ+1);初始储液槽ⅱ61内的冷却液受热膨胀,从圆心位置向各出口流动的直线运动速度ω,与沿初始储液槽ⅱ61圆周流动圆周速度ν近似相等,推导出阿基米德螺旋曲线公式在ω≈ν情况下为:ρ=r
×
(θ+1),r2为已知的高温区ⅱ68半径;阿基米德螺旋曲线属于等速比、等距比螺旋曲线,在高温区不同温度情况下,冷却液流动速度会随之发生变化,但不论冷却液的流动速度如何变化,其直线运动速度ω、圆周速度ν等比变化,对应不同的直线运动速度ω、圆周速度ν,ω/ν≈1基本不变,曲线形状、螺距不变。据此采用45
°
切线法设计阿基米德螺旋曲线蚀刻槽道,本实施例是以在圆形初始储液槽ⅱ61圆周上均布6条阿基米德螺旋曲线蚀刻槽道进行说明。
67.针对散热面积为小面积采用外摆线的形式设计蚀刻槽道:
68.小面积具有中高温区ⅲ76,温度在40~50℃;低温区ⅲ77,温度在35~40℃。
69.以中温区ⅲ76的半径r3作为圆形初始储液槽ⅲ71的半径;中温区ⅲ76与低温区ⅲ77的跨度作为外摆线动圆的直径d;
70.初始储液槽ⅲ71的位置与电子元器件的中温区ⅲ76为同一位置;
71.基圆半径r3与动圆半径d/2之间的比值为整数(如不是,则可微调基圆半径r或动圆的直径),如比值不为整数,外摆线将无法闭合。摆线属于最速降线、等时曲线,摆线下的面积,是动圆圆面积的三倍,在中温区ⅲ76不同温度情况下,冷却液的流动速度随之发生变化,但不论如何变化,冷却液在所对应的温度条件下,会体现出与之所对应流动速度的等时性,2点之间的移动速度最快的特性。据此采用基圆半径r3与动圆半径d/2之间的比值为5的方法设计外摆线蚀刻槽道,本实例是以在圆形初始储液槽ⅲ71圆周上均布3条外摆线蚀刻槽道进行说明。
72.实施例1
73.如图2所示,本发明提供的具有分区散热的超薄vc均热板根据前述的曲线组合形式在下盖板2上蚀刻槽道。如图5所示,在下盖板2的上端设有冷却液加注口3和排气口4,在下盖板2上设置了与电子元器件发热区域相匹配的3个降温区,分别是与大面积散热区域相匹配的降温区ⅰ5、与中面积散热区相匹配的降温区ⅱ6和与小面积散热区相匹配的降温区ⅲ7。相应地,在降温区ⅰ5内设置6条渐开线蚀刻槽道52,在降温区ⅱ6内设置6条螺旋线蚀刻槽道62,在降温区ⅲ7内设置3条外摆线蚀刻槽道72。
74.单一降温区是针对所对应区域的温度控制和平衡,本实施例中,以各个降温区之间相互连通,即蚀刻槽道部分连通为例,为了进一步“均匀、平衡整个散热区域的温度”来阐述降温区内的冷却液循环降温形式。
75.为简化循环的复杂形式,还可采用三个降温区相互独立的形式,各自独立循环,通过边缘冷却液储液槽来对冷却液进行混合、均温、降温,最终实现整个降温区的温控目的,在此不再赘述此种循环方式。
76.下面以三个降温区之间相互连通进行阐述。
77.降温区ⅰ78.降温区ⅰ5内的蚀刻槽道总数量为6条,其中,n

为3条,通过降温区ⅰ冷却液流出口54(如图6所示)直接流入边缘冷却液储液槽8;n

为1条,通过降温区ⅰ冷却液液化回流1#入口55回流到初始储液槽ⅰ51;n

为2条,1条通过降温区ⅰ/降温区ⅱ的1#连接口57连通降温区ⅱ6内的阿基米德螺旋线蚀刻槽道,1条通过降温区ⅰ/降温区ⅲ的3#连接口75连通降温区ⅲ7内的外摆线蚀刻槽道。
79.降温区ⅰ5内,冷却液受热汽化,2条渐开线蚀刻槽道(图5中,平衡储液槽标注为黑色圆点所在蚀刻槽道)从圆形的初始储液槽ⅰ51向圆形初始储液槽ⅱ61、圆形初始储液槽ⅲ71流动(图中箭头所示为冷却液流动方向81),蚀刻槽道宽度不变,如图10所示。
80.冷却液受热汽化,3条蚀刻槽道从初始储液槽ⅰ51向边缘冷却液储液槽8流动,蚀刻槽道逐渐变宽,如图11所示。
81.冷却液冷却液化后,1条蚀刻槽道从边缘冷却液储液槽8通过降温区ⅰ冷却液液化回流1#入口55向初始储液槽ⅰ51回流(图5中,平衡储液槽标注为黑色半圆点所在蚀刻槽道),蚀刻槽道逐渐变宽,如图12所示。
82.圆形的平衡温度储液槽ⅰ53在渐开线12等分的节点上,直径是所对应位置蚀刻槽道宽度的1.5~2倍,是进一步均匀、平衡散热面的关键结构形式。
83.降温区ⅱ84.降温区ⅱ6内的蚀刻槽道总数量为6条,其中,n

为3条,通过降温区ⅱ冷却液流出口64直接流入边缘冷却液储液槽8;n

为1条,通过降温区ⅱ冷却液液化回流2#入口65回流到初始储液槽ⅱ61;n

为2条,1条是与降温区ⅰ5内的渐开线蚀刻槽道连通,1条通过降温区ⅱ/降温区ⅲ的2#连接口67连通降温区ⅲ7内的外摆线蚀刻槽道。
85.降温区ⅱ6内,冷却液受热汽化,1条蚀刻槽道从初始储液槽ⅱ61向初始储液槽ⅲ71流动,蚀刻槽道宽度不变,如图13所示,其中,初始储液槽内为设置螺旋线蚀刻槽道,图中用虚线示出,仅为完整表示螺旋线。
86.冷却液受热汽化,3条蚀刻槽道从初始储液槽ⅱ61向边缘冷却液储液槽8流动,蚀刻槽道逐渐变宽,如图14所示。
87.冷却液冷却液化,1条蚀刻槽道从边缘冷却液储液槽8通过降温区ⅱ冷却液液化回流2#入口65向初始储液槽ⅱ61回流(如图7所示,图中空心箭头所示平衡储液槽标注为黑色半圆点所在蚀刻槽道为回流槽道),蚀刻槽道沿流向初始储液槽ⅱ61的方向逐渐变宽,如图15所示。
88.平衡温度储液槽ⅱ63在阿基米德螺旋曲线45
°
切线的点上,直径是所对应位置蚀刻槽道宽度的1.5~2倍,是进一步均匀、平衡散热面散热效果的关键结构形式。
89.降温区ⅲ90.降温区ⅲ7内的蚀刻槽道数量为3条,其中,2条为上述分别与降温区ⅰ5和降温区ⅱ6连通,1条为冷却液流出通道,通过降温区ⅲ冷却液流出口74直接流入边缘冷却液储液槽8。3条蚀刻槽道之间以初始储液槽ⅲ71的圆心为基点,呈120
°
均布在初始储液槽ⅲ71周边。连通初始储液槽ⅰ51、初始储液槽ⅱ61的是等宽蚀刻槽道,如图8所示。
91.从初始储液槽ⅰ51、初始储液槽ⅱ61流入初始储液槽ⅲ71中的冷却液受热汽化,经
降温区ⅲ冷却液流出口74进入边缘冷却液储液槽8,蚀刻槽道宽度逐步变宽,如图9所示。平衡温度储液槽ⅲ73在3条蚀刻槽道的交点上,直径是所对应位置蚀刻槽道宽度的1.5~2倍,是进一步均匀、平衡散热面散热效果的关键结构形式。
92.vc均热板加工方面:
93.本发明设计的vc均热板,只有上盖板1和下盖板2,2个组件,不使用200~250目毛细铜网,有效降低工艺复杂程度、产品成本。具体设计方法包括如下步骤:
94.在下盖板2上采用半蚀刻工艺,蚀刻出各个降温区的蚀刻槽道、初始储液槽、平衡温度储液槽、边缘冷却液储液槽8、冷却液加注口3、排气口4等结构,在上盖板1上采用半蚀刻工艺,蚀刻出波浪形散热面(也可以镜像蚀刻下盖板的蚀刻槽道,蚀刻深度可以根据实际电子元器件的温控要求进行设计,蚀刻深度可以是材料厚度的25~60%)

采用原子扩散焊方式,通过焊接面9(非半蚀刻面均为焊接面)将上下盖板焊接为一体形成封闭的循环蚀刻槽道

抽真空、加注冷却液

二次除气

注液口、排气口焊接,完成vc均热板的制造。
95.上盖板1、下盖板2均可使用t=0.08~0.1mm的铜合金材料,将vc均热板的总厚度降低到0.16~0.2mm,总厚度在原0.3~0.4mm的基础上降低40%~60%;上盖板1蚀刻成波浪形(如图3所示),在增加散热面积,增强散热效果的同时,有效降低重量,综合减轻重量30%以上。
96.本发明不采用大面积蚀刻真空腔的加工方法,避免了下盖板强度不足,吸真空会造成的塌陷、扭曲变形,良品率低的问题。
97.vc均热板工作原理:
98.结合图5、图6和图7阐述本发明的工作过程。
99.初始储液槽ⅰ51和初始储液槽ⅱ61位于分别电子元器件发热区域的高温区ⅰ58和高温区ⅱ68的位置,冷却液受热汽化(压力升高),冷却液从初始储液槽ⅰ51,同时向初始储液槽ⅱ61和初始储液槽ⅲ71流动,即与初始储液槽ⅰ51连通的2条等宽的渐开线蚀刻槽道,1条通过降温区ⅰ/降温区ⅱ的1#连接口57进入到螺旋线蚀刻槽道流入到初始储液槽ⅱ61中,1条通过降温区ⅰ/降温区ⅲ的3#连接口75进入外摆线蚀刻槽道流入到初始储液槽ⅲ71中;与初始储液槽ⅱ61连通的1条等宽的螺旋线蚀刻槽道通过降温区ⅱ/降温区ⅲ的2#连接口67进入外摆线蚀刻槽道流入到初始储液槽ⅲ71中。
100.初始储液槽ⅰ51和初始储液槽ⅱ61上各有3条蚀刻槽道连通边缘冷却液储液槽8,初始储液槽ⅲ71有1条蚀刻槽道连通边缘冷却液储液槽8;初始储液槽ⅰ51和初始储液槽ⅱ61上各有1条从边缘冷却液储液槽8回流的蚀刻槽道。
101.在降温区ⅰ冷却液液化回流1#入口55和降温区ⅱ冷却液液化回流2#入口65旁边分别设有1#冷却液循环流量调节口56和2#冷却液循环流量调节口66,在增大回流到初始储液槽ⅰ51和初始储液槽ⅱ61的冷却液压力的同时,保证冷却液在边缘冷却液储液槽8中的正常循环。
102.1#冷却液循环流量调节口56和2#冷却液循环流量调节口66沿冷却液流动方向81逐步变大;在1#冷却液循环流量调节口56的边缘冷却液储液槽8的宽度逐渐变小,在2#冷却液循环流量调节口66的边缘冷却液储液槽8的宽度逐渐变大;2#冷却液循环流量调节口66,同时起中继加压作用。
103.初始储液槽与边缘冷却液储液槽之间的冷却液相变流出蚀刻槽道、冷却液相变回
流蚀刻槽道宽度,根据实际电子元器件的温控要求进行设计。
104.平衡温度储液槽在蚀刻槽道上,直径是所对应位置蚀刻槽道宽度的1.5~2倍,用以平衡局部位置的温差,有4种情况:
105.①
汽化的冷却液流经高温区,通过热传导的方式平衡高温区的温度,然后流入到边缘冷却液储液槽中。
106.②
汽化的冷却液流经低温区,通过汽化的冷却液流经低温区放热后液化的方式被带走热量,然后流入到边缘冷却液储液槽中。
107.③
液化的冷却液流经高温区,通过冷却液汽化方式带走高温区的热量,然后流入到边缘冷却液储液槽中。
108.④
液化的冷却液流经低温区,通过热传导的方式平衡低温区的温度,然后流入到边缘冷却液储液槽中。
109.本发明通过初始储液槽中的冷却液受热汽化与边缘冷却液储液槽冷却液化之间产生的压力差,以及1#、2#冷却液循环流量调节口的压力调整,推动冷却液从高温区域的初始储液槽,通过蚀刻槽道向边缘冷却液储液槽流动,通过冷却液液化回流1、2#入口,回流到初始储液槽ⅰ51和初始储液槽ⅱ61中。为保证冷却液快速循环所需的压力,可以调节1、2#冷却液循环流量调节口的流通横截面积,增大回流到初始储液槽ⅰ51和初始储液槽ⅱ61的冷却液的初始压力,保证冷却液在边缘冷却液储液槽中的正常快速循环。各种曲线数量、平衡温度储液槽直径、冷却液循环流量调节口、蚀刻槽道宽度等,可以根据产品的温控、表面温差控制要求进行针对性设计。
110.本发明适用的电子元器件的发热是持续性的,如移动终端的智能手机均是长时间使用,即使处于待机状态相关电子元器件仍会产生热量,冷却液在蚀刻槽内不断循环,具有反重力特性,不受在使用过程中的姿态影响。(如以纯水作为冷却液为例,在大气压1000pa状态下,纯水的汽化温度为6.9696℃,远远低于电子元器件的温度,意味着冷却液将不停地循环,电子元器件的温度越高,循环速度越快,输出的热流密度(单位:w/cm2)、单位体积散热功率(单位:w/cm3),重量散热功率(单位:w/g)等相对应越大。
111.以上各实施例仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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